Основний конструктивний недолік модулів вiд найсів у тому, що TCXO близько розташований до шайби охолодження, та на великих потужностях істотно прогрівається. Перше рішення проблеми було нами показано понад 2 роки тому у вигляді термогумки між корпусом і шайбою. Однак кардинально знизити тепловий опір вдалося при безпосередньому притисканні всієї плати модуля через шайбу до масивного алюмінієвого радіатора. Істотно покращити другу методику та зменшити зміну опорної частоти внаслідок прогріву TCXO, можна в даному моді шляхом висвердлювання наскрізного отвору в шайбі з платою та використання надійного теплового контакту за рахунок болтового з'єднання з пластиною радіатора. Оскільки дросель фільтра за висотою майже на рівні шайби, рекомендовано ізолювати ці місця від металу. Наприклад, паперовим скотчем.
Чинники нестабільністi роботи LoRa-модуля
- Тепловiдведення треба робити саме вiд вихідного RF транзистора (терморезинки це завжди компромiс). Поганий тепловий режим зменьшує потужність на довгих та/або частих пакетах даних. Під час передачі довгих пакетів на потужностi бiльше +15 dBm нагрівання вихiдного RF-транзистора Lora-модуля істотно, тому потрібно забезпечити додаткове тепловідведення від шайби на платі Lora. Попередньо зніміть екран із плати та притисніть плату до зовнішнього радіатора (товстої алюмінієвої пластини)
- Забезпечити вiдсутнiсть просадок напруги по живленню. Посадки напруги на довгих пакетах значущі, це можна побачити осцилографом на живленні (наглядно провали потужностi на довгих пакетах на скриншотi нижче). Бо Meshtastic сере тим бiльше, чим бiльше Node в мережi. При потужностях бiльше +22 dBm можуть сягати до 4.5В вiд 5, тому обов'язкова обв'язка з електролiтичного конденсатору вiд 470 uF й блокувального керамiчного 0.1 uF плюс дросель, та використовувати джерело живлення потужністю не нижче 10W. На +33 dBm модулях Лори стикнулися з тим, що на передачу довгих пакетiв треба мати запас потужностi, бо якщо меньше, то спочатку пiк RF, а потiм спада й пакети втрачаються. Якщо джерело живлення обрано вiрно, то пакети в 254 байти будуть проходити рiвномiрно
- Використовувати лiнiйну схему живлення, бо iмпульсна (особливо пуш-пул) DC-DC без спецзаходів, може погіршувати SNR на 10 dB. Це доведено практикою збирання бiльше сотнi рiзних рiшень на базi Lora. Якщо бачимо дрючкі, то ставимо LC фільтр по живленню та паралельно конденсатори різної ємності 1nF/100nF/100uF, а навколо DC-DC кришку пiд запайку для екранування
- Ефективна антена та правильне симетрування для вiдciкання ВЧ струмiв на оплетення кабеля. Симетрування можна робити класично запiрним дроселем або склянкою ("стаканом"), але також можна використати чверть-хвильовий КЗ шлейф. Перевага останнього в тому, що ви також робите антену короткозамкнутою по DC, а це антистатик-захист автоматично (з практикою виготовлення можна ознайомитися по посиланню)
- Правильне розташування USB конектора контролера ESP відносно модуля Lora. При роботі через USB, iнтерфейс USB сере в етер дуже значно (погіршення на 5..10 dB). Додатково можна використати Ferrite Bead на кабель, якщо штатнi кiльця виявилися фейком
- Правильне розташування дисплею відносно Лора, краще подалi або екранувати (iнтерфейси SPI та I2C теж серуть в етер)
- Апаратний супервiзор по живленню (в готових Lora-модулях вiдсутнiй)
- При живленні від Solar Panel доцільніше використовувати синхронний DC up/down перетворювач TPS6302x або MPPT SPV1040, минаючи власний LDO модуля Lora. Для збiльшення SNR обов'язково використовувати лiнiйну схему живлення (DC-DC можуть погiршувати SNR до 10 dB)
Фiзика роботи 1/4 лямбда КЗ шлейфу в тому, що вiн має максимальний імпеданс по RF (еквівалент паралельного контуру), а по постійному струму замкнутий:
Практика визначення iмпедансу запірної склянки:
Визначення SNR:
Епюри RF-потужностi при недостатньо потужному джерелi живлення модуля Lora:
Приклад лінійної схеми живлення та розв'язки вiд Lora-модуля:
Вiдсутнiсть просiдання потужностi з Lora-модуля при коректному живленнi:
Постскриптум
Шановні читачі, якщо мої дописи вас зацікавили – пiдтримайте збiр або ставайте спонсорами Youtube-каналу LaboratoryW з ексклюзивними лайфхаками.
Кориснi ресурси
- MiniFAQ по Lora
- Як працювати Lora та аматорському трансиверу на одну антену
- LoraBOT та приймач на одну антену
- Простий мiжбендовий Lora-шлюз на UART модулях без окремого контролера
- Крос-бенд Lora мереж та ПАПУГА
- Взаємозв'язок між розширенням спектру, чутливiстю та швидкiстю обмiну в текстових та голосових режимах over Lora
- LR-FHSS. Як працює ППРЧ в Lora
- Завади для керування БПЛА. На сьогодні існує кілька видів атак на Lora
- Зменьшення нестабільностi TCXO в LoRa-модулях
- Як прошити LoraSAT або Meshtastic в польових умовах з смартфону
- Lora на ручній тязі... поки крутиш - в космочаті
- Керування Starlink-приводом з антеною через Lora
- Мережевi iгри over Lora
- Стероїд-мод. Як додати шоколадку до Lora-модуля або потужний Lora-модем
- Робота Lora-модуля SX1262 за паспортними межами
- Чи можна працювати в Lora із супутниками на низьких орбітах? Можна й ось чому...